本文主要研究内容
作者聂巍（2019）在《X光发散度对多切片扫描相干衍射成像质量的影响》一文中研究指出：作为一种新兴的无透镜显微技术,相干衍射成像(CDI)方法在当今的材料、生物、医学等领域的二维和三维高分辨成像中都有了很多成功的应用。传统的平面波CDI成像技术要求满足孤立样品条件且样品尺寸必须小于光斑,该条件大大的限制了成像视场;而且传统CDI重建算法还存在收敛慢、不收敛或重建停滞、重建结果不唯一等诸多缺点。为了克服这些缺陷,一种新型的CDI成像方法,扫描CDI或层叠衍射成像技术(ptychographic CDI,PCDI)被Rodenberg等人提出。PCDI原则上对垂直光轴的样品的大小没有任何要求,它采用一个局域照明探针对样品进行扫描,而且每一个探针扫描位置均与相邻的扫描位置有部分重叠,同时记录每个扫描点产生的远场衍射花样,这一系列的衍射花样将被用于后续的相位恢复计算和重建成像。由于重叠采样的原因使得记录的一整套衍射花样中含有大量的相互关联的冗余信息,这些冗余数据不仅可以改善重建算法的收敛性,而且可以同时重建得到样品的透射函数和入射探针函数,获得多方面的样品物理和结构信息,进行高分辨率的定量成像。随着成像技术的发展,单纯的样品二维成像已经不再能满足人们的信息需求,为了获取样品空间结构上的更多信息,在PCDI的基础上,多种三维成像的方法被提出并使用。传统的PCDI三维成像技术需要不停的旋转样品以记录足够多入射角度下的二维PCDI衍射花样,即需要进行上百次的PCDI成像,这使得实验工作量以及实验数据过于庞大,极大的影响了实验和数据处理的效率。而近年提出的多切片三维成像方法,只需要通过单次的二维扫描CDI的衍射数据即可获得样品空间结构在第三个维度上的部分信息。多切片方法的核心是在重建中对样品沿入射光方向进行切片分层,并且认定入射波在相邻切片间进行自由空间内的近场传播,通过对收集到的远场衍射花样进行迭代反演重建出各层切片上的样品透射函数和入射探针函数,从而得到样品三维空间结构上的复数折射率分布信息。为了改善多切片方法的收敛性和图像重建质量,本文先是验证并优化了驰豫系数和扫描重叠度对成像质量的影响,研究表明对应入射波的弛豫参数β越大,越接近α(对应样品更新的弛豫参数),重建效率更好;扫描重叠度越高,重建质量更高。以此为基础,我们选取较优的参数,通过模拟计算系统地研究了入射光的发散度(数值光阑)对多切片方法的重建效果的影响。结果表明,入射光的发散度越高(数值光阑越高),多切片方法图像迭代重建的收敛越快,图像的重建质量也更好;而选择较小的入射光发散度则不利于三维成像的高质量重建。本文还考察了入射光低发散度的极端情形——平行光探针的多切片方法重建效果,发现利用平行光入射虽然仍可以重建出样品图像的大致轮廓,但相较于高发散度的入射波情形,重建质量显著较差,几乎可认为重建未收敛,故不宜采用。以上结论对于多切片成像实验中聚焦光学的选择和设置具有重要的指导意义,如选择焦距更小的波带片或较低的入射X射线能量,将更有希望获得好的多切片成像质量。
Abstract
zuo wei yi chong xin xing de mo tou jing xian wei ji shu ,xiang gan yan she cheng xiang (CDI)fang fa zai dang jin de cai liao 、sheng wu 、yi xue deng ling yu de er wei he san wei gao fen bian cheng xiang zhong dou you le hen duo cheng gong de ying yong 。chuan tong de ping mian bo CDIcheng xiang ji shu yao qiu man zu gu li yang pin tiao jian ju yang pin che cun bi xu xiao yu guang ban ,gai tiao jian da da de xian zhi le cheng xiang shi chang ;er ju chuan tong CDIchong jian suan fa hai cun zai shou lian man 、bu shou lian huo chong jian ting zhi 、chong jian jie guo bu wei yi deng zhu duo que dian 。wei le ke fu zhe xie que xian ,yi chong xin xing de CDIcheng xiang fang fa ,sao miao CDIhuo ceng die yan she cheng xiang ji shu (ptychographic CDI,PCDI)bei Rodenbergdeng ren di chu 。PCDIyuan ze shang dui chui zhi guang zhou de yang pin de da xiao mei you ren he yao qiu ,ta cai yong yi ge ju yu zhao ming tan zhen dui yang pin jin hang sao miao ,er ju mei yi ge tan zhen sao miao wei zhi jun yu xiang lin de sao miao wei zhi you bu fen chong die ,tong shi ji lu mei ge sao miao dian chan sheng de yuan chang yan she hua yang ,zhe yi ji lie de yan she hua yang jiang bei yong yu hou xu de xiang wei hui fu ji suan he chong jian cheng xiang 。you yu chong die cai yang de yuan yin shi de ji lu de yi zheng tao yan she hua yang zhong han you da liang de xiang hu guan lian de rong yu xin xi ,zhe xie rong yu shu ju bu jin ke yi gai shan chong jian suan fa de shou lian xing ,er ju ke yi tong shi chong jian de dao yang pin de tou she han shu he ru she tan zhen han shu ,huo de duo fang mian de yang pin wu li he jie gou xin xi ,jin hang gao fen bian lv de ding liang cheng xiang 。sui zhao cheng xiang ji shu de fa zhan ,chan chun de yang pin er wei cheng xiang yi jing bu zai neng man zu ren men de xin xi xu qiu ,wei le huo qu yang pin kong jian jie gou shang de geng duo xin xi ,zai PCDIde ji chu shang ,duo chong san wei cheng xiang de fang fa bei di chu bing shi yong 。chuan tong de PCDIsan wei cheng xiang ji shu xu yao bu ting de xuan zhuai yang pin yi ji lu zu gou duo ru she jiao du xia de er wei PCDIyan she hua yang ,ji xu yao jin hang shang bai ci de PCDIcheng xiang ,zhe shi de shi yan gong zuo liang yi ji shi yan shu ju guo yu pang da ,ji da de ying xiang le shi yan he shu ju chu li de xiao lv 。er jin nian di chu de duo qie pian san wei cheng xiang fang fa ,zhi xu yao tong guo chan ci de er wei sao miao CDIde yan she shu ju ji ke huo de yang pin kong jian jie gou zai di san ge wei du shang de bu fen xin xi 。duo qie pian fang fa de he xin shi zai chong jian zhong dui yang pin yan ru she guang fang xiang jin hang qie pian fen ceng ,bing ju ren ding ru she bo zai xiang lin qie pian jian jin hang zi you kong jian nei de jin chang chuan bo ,tong guo dui shou ji dao de yuan chang yan she hua yang jin hang die dai fan yan chong jian chu ge ceng qie pian shang de yang pin tou she han shu he ru she tan zhen han shu ,cong er de dao yang pin san wei kong jian jie gou shang de fu shu she she lv fen bu xin xi 。wei le gai shan duo qie pian fang fa de shou lian xing he tu xiang chong jian zhi liang ,ben wen xian shi yan zheng bing you hua le chi yu ji shu he sao miao chong die du dui cheng xiang zhi liang de ying xiang ,yan jiu biao ming dui ying ru she bo de chi yu can shu βyue da ,yue jie jin α(dui ying yang pin geng xin de chi yu can shu ),chong jian xiao lv geng hao ;sao miao chong die du yue gao ,chong jian zhi liang geng gao 。yi ci wei ji chu ,wo men shua qu jiao you de can shu ,tong guo mo ni ji suan ji tong de yan jiu le ru she guang de fa san du (shu zhi guang lan )dui duo qie pian fang fa de chong jian xiao guo de ying xiang 。jie guo biao ming ,ru she guang de fa san du yue gao (shu zhi guang lan yue gao ),duo qie pian fang fa tu xiang die dai chong jian de shou lian yue kuai ,tu xiang de chong jian zhi liang ye geng hao ;er shua ze jiao xiao de ru she guang fa san du ze bu li yu san wei cheng xiang de gao zhi liang chong jian 。ben wen hai kao cha le ru she guang di fa san du de ji duan qing xing ——ping hang guang tan zhen de duo qie pian fang fa chong jian xiao guo ,fa xian li yong ping hang guang ru she sui ran reng ke yi chong jian chu yang pin tu xiang de da zhi lun kuo ,dan xiang jiao yu gao fa san du de ru she bo qing xing ,chong jian zhi liang xian zhe jiao cha ,ji hu ke ren wei chong jian wei shou lian ,gu bu yi cai yong 。yi shang jie lun dui yu duo qie pian cheng xiang shi yan zhong ju jiao guang xue de shua ze he she zhi ju you chong yao de zhi dao yi yi ,ru shua ze jiao ju geng xiao de bo dai pian huo jiao di de ru she Xshe xian neng liang ,jiang geng you xi wang huo de hao de duo qie pian cheng xiang zhi liang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)的聂巍，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)2019-06-25论文，是一篇关于射线扫描相干衍射成像论文,多切片三维成像方法论文,入射光发散度论文,波带片聚焦论文,中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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